background image

Dwuczęściowy artykuł z EdW 12/99 i 1/2000
dotyczący  nietypowego  zdalnego  sterowania
wzbudził  wielkie  zainteresowanie  Czytelni−
ków. Jak wspomniano w artykule, jest to przy−
kład realizacji postawionego zadania i to przy−
kład wcale nie najprostszy. Postawione zadanie
na pewno można zrealizować prościej i taniej.

Przedstawiam więc pod rozwagę jak naj−

bardziej  praktyczny  temat.  Chodzi  o zapro−
jektowanie  systemu  zdalnego  sterowania,
który  umożliwiałby  na  przykład  włączanie
i wyłączanie minimum 1 lampki, lepiej kilku,
jednak nie więcej niż 3...4.

A oto  oficjalny  temat  jubileuszowego,

pięćdziesiątego zadania:

Zaproponować  możliwie  najprostszy

i najtańszy system zdalnego sterowania 1...4
urządzeniami znajdującymi się w pokoju.

Zadanie to może wydać się bardzo trudne.

Nie jest tak źle. Rozwiązanie nie musi zawie−
rać  pełnego  opisu  kompletnego  systemu.  Za−
chęcam  także  do  nadsyłania  rozwiązań  czę−
ściowych, nie do końca dopracowanych. Cie−
kawe pomysły mogą się przydać innym, którzy
może po rozwiązaniu tego zadania będą chcie−
li samodzielnie zbudować taki system.

Chciałbym  jeszcze  uściślić  warunki.  Spo−

sób sterowania jest dowolny. Można wykorzy−

stać  podczerwień,  ale  warto  rozważyć  inne
możliwości.  Co  prawda  sterowanie  radiowe
może okazać się kosztowne, jednak zachęcają−
cą  alternatywą  mogą  być  ultradźwięki  (ultra−
dźwiękowe przetworniki piezo są powszechnie
wykorzystywane w alarmach), a nawet dźwię−
ki  słyszalne,  pod  warunkiem  zastosowania
sensownego układu zapobiegającego przypad−
kowym  przełączeniom  (filtry,  układy  czaso−
we).  W przypadku  wykorzystania  dźwięków
można sterować za pomocą nadajnika wyposa−
żonego w przetwornik, na przykład membranę
piezo  (duża  skuteczność,  mały  pobór  prądu)
lub  głośniczek.  Ale  można  też  obejść  się  bez
nadajnika,  gdy  odbiornik  (odbiorniki)  będzie
reagował np. na gwizd lub klaskanie.

A może wymyślicie jeszcze inne sposoby?
Ewentualny nadajnik (pilot) powinien być

w miarę mały, a baterie powinny starczyć na
co najmniej kilka miesięcy pracy. To znaczy,
że w spoczynku nie może on pobierać prądu.

Odbiornik dobrze byłoby umieścić w łatwo

dostępnej obudowie wtyczkowej, mającej “na
plecach”  gniazdko.  W takiej  obudowie  jest
sporo  miejsca  i nie  będzie  kłopotu  z umie−
szczeniem  w niej  układu  odbiorczego  wraz
z zasilaczem i przekaźnikiem wykonawczym.

W roli elementu wykonawczego proponu−

ję przekaźnik, jednak kto chce, może wyko−
rzystać triak.

W przypadku wykorzystania podczerwie−

ni  trzeba  sprawdzić  odporność  systemu  na
sygnały  pilotów  od  sprzętu  RTV.  To  istotna
sprawa  −  przecież  system  może  być  użytko−
wany w pomieszczeniu, gdzie stoi telewizor,
wieża audio czy magnetowid.

Tym  razem  problem  stabilności  parame−

trów nie jest tak ostry, jak w innych przypad−
kach, bo system będzie pracował w wąskim
zakresie temperatur +15...+30

o

C. 

Koniecznie natomiast zwróćcie uwagę na

koszt elementów. System nie może być dro−
gi, powinien być tańszy od rozwiązania pole−
gającego na wykorzystaniu fabrycznego pilo−
ta RC−5 i scalonych odbiorników−dekoderów
SAA3048  (taki  system  był  opisany  w EdW
9/96 str. 7).

Ponieważ  nie  wymagam  zaprojektowa−

nia  i wykonania  kompletnego  systemu,
udział  w rozwiązaniu  zadania  mogą  i po−
winni  wziąć  także  młodsi  Czytelnicy,
którzy  zapewne  jak  zawsze  zaprezentują
szereg  interesujących  pomysłów.  Bardziej
doświadczonych  zachęcam  do  prób  prak−
tycznej  realizacji  (tylko  zachowajcie
ostrożność  podczas  prób  z urządzeniami
dołączonymi  do  sieci  220V).  Sprawdzone
praktycznie projekty mogą zostać zaprezen−
towane  w dziale  E−2000,  a ich  autorzy
otrzymają pełne honoraria.

31

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

S

S

S

S

zz

zz

k

k

k

k

o

o

o

o

łł

łł

a

a

a

a

K

K

K

K

o

o

o

o

n

n

n

n

ss

ss

tt

tt

rr

rr

u

u

u

u

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

Zadanie nr 50

Rozwiązanie  zadania  powinno  zawierać  schemat  elektryczny

i zwięzły  opis  działania.  Model  i schematy  montażowe  nie  są

wymagane. 

Przysłanie 

działającego 

modelu 

lub 

jego 

fotografii zwiększa szansę na nagrodę.

Ponieważ rozwiązania nadsyłają czytelnicy o różnym stopniu za−

awansowania, mile widziane jest podanie swego wieku.

Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powin−

ny być umieszczone na oddzielnych kartkach, również opatrzo−

nych nazwiskiem i pełnym adresem.

Prace należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się nume−

ru  EdW  (w przypadku  prenumeratorów  – od  otrzymania  pisma

pocztą).

background image

32

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Nadal zachęcam także do nadsyłania pro−

pozycji kolejnych zadań.
Temat  zadania  46  brzmiał:  Przeanalizować
możliwość  wykonania  układu  sygnalizują−
cego przepalenie żarówek samochodowych.
Jak zwykle, nadeszło wiele prac, w tym kilka
modeli. Jestem zadowolony z wyników, choć
muszę przyznać, że niektórzy koledzy chyba
nie  przeczytali  warunków  zadania.  Zapropo−
nowali  mianowicie  testery  dla  obwodów
z jedną  żarówką,  zupełnie  niepotrzebnie
skomplikowane, na przykład z MOSFET−ami,
wzmacniaczami operacyjnymi, generatorami,
przekaźnikami. Przypominam: dla jednej ża−
rówki w obwodzie nie ma żadnego problemu
–  wystarczy  przy  otwartym  wyłączniku
sprawdzić,  czy  jest  przejście  do  masy  –  zo−
bacz rysunek 1.
Postawione  zada−
nie  było  jak  naj−
bardziej  praktycz−
ne  i polegało  na
rozważeniu  moż−
liwości  sprawdza−
nia 

jednej

z dwóch  żarówek
w układzie  z ry−
sunku  2
.  Tak  bo−
wiem  połączone
są  żarówki  w sa−
mochodach.  Prze−
palenie  jednej  ża−
rówki nie powodu−
je  przerwania  ob−
wodu.  Trzeba  albo
sprawdzać  opor−
ność  (która  jest
niewielka  w stanie
zimnym 

włókna

i może  być  różna
dla  różnych  eg−
zemplarzy 

ża−

rówek  o tej  samej
mocy),  albo  lepiej
monitorować  po−
bór  prądu  przez
dany 

obwód

w czasie pracy. Większość projektów lepiej
lub gorzej spełnia takie zadanie.
Zanim  przejdę  do  omówienia  trzech  głów−
nych grup rozwiązań, kilka uwag ogólnych.
Gratuluję wszystkim, którzy pamiętali, że re−
zystancja  zimnego  włókna  żarówki  jest  kil−
kakrotnie  mniejsza  od  rezystancji  w czasie
pracy.  Przykładowo  żarówka  12V 15W po−
winna mieć rezystancję około 10

. Tak, ale

tylko  w czasie  pracy.  W stanie  zimnym  bę−
dzie  mieć  rezystancję  1...2

.  Fakt  ten  ma

znaczenie w systemach, gdzie dużo większy
prąd  płynący  w chwili  włączenia  żarówek
może spowodować błędne działanie także po
ustaleniu jego wartości.

Kolejna sprawa to liczba kontrolek. Czy trze−
ba  stosować  osobną  kontrolkę  na  każdą  ża−
rówkę bądź obwód?
Ja osobiście dałbym jedną kontrolkę na przy−
kład  w postaci  jasnej,  migającej  diody  LED
oraz  brzęczyka.  W przypadku  sygnalizacji
awarii  wysiadłbym  z samochodu,  włączył
wszystkie światła i po prostu zobaczył, która
żarówka  jest  niesprawna.  Dawanie  oddziel−
nej kontrolki na każdy obwód jest moim zda−
niem  niepotrzebne.  Na  pewno  komplikuje
układ, a nie daje znaczących korzyści.
I tu plus mogą postawić na koncie wszyscy,
którzy nie rozbudowali nadmiernie układu. 
Chciałbym  także  pochwalić  młodszych  ko−
legów,  którzy  nie  zapomnieli  o problemie
grubości drutu na ewentualne rezystory po−
miarowe. Jak wiadomo, podczas przepływu
prądu  w przewodzie  wydziela  się  ciepło.
Moc tych strat wyraża znany wzór P=I

2

R

W praktyce ważniejszy od wzoru jest fakt, że
czym  większy  przekrój  drutu,  tym  większy
prąd  można  przezeń  przepuścić  bez  ryzyka
uszkodzenia.  Zbyt  cienki  drut  po  prostu  bę−
dzie  się  grzał,  może  dojść  do  uszkodzenia
izolacji  (powyżej  +120....180

o

C),  a nawet

drut może się stopić, czyli zachować jak bez−
piecznik. 
Cieszę  się,  że  prawie  połowa  uczestników
krytycznie  przeanalizowała  przynajmniej
niektóre  koncepcje.  Wielokrotnie  już  pisa−
łem, że taka wstępna analiza jest wręcz nie−
zbędna,  bo  zwykle  pomaga  ustrzec  się  gru−
bych błędów. Nie sposób przytoczyć wszyst−
kie rozważania i opinie. Oto niektóre.
Spora  część  uczestników  uważa,  że  nie  ma
potrzeby  monitorować  wszystkich  żarówek.
Najważniejsze  są  kierunkowskazy,  światła
stop i pozycyjne tylne. Niesprawność świateł
mijania  czy  drogowych  można  zauważyć
podczas jazdy.
Około 25% uczestników podkreśla, że w sa−
mochodzie i tak jest mnóstwo kabli, więc na−
leży  ograniczać  ilość  dodatkowych  przewo−
dów ze względu na niezawodność. Słusznie!
Ale tylko dwie czy trzy osoby zwróciły uwa−
gę, że przewody przebiegające blisko silnika
powinny być odporne na wysoką temperatu−
rę oraz czynniki chemiczne i atmosferyczne.
Podkreślaliście  problem  styków  i ich  nieza−
wodności. Wielu kolegów właśnie ze wzglę−
du na niezawodność połączeń zrezygnowało
z jakiejkolwiek ingerencji w istniejącą insta−
lację. Trzy osoby napisały nawet, że ingeren−
cja  wykonana  przez  niedoświadczonego
amatora, nieświadomego zagrożeń, tylko po−
gorszy ogólną niezawodność auta. W efekcie
system, który ma pomagać, wręcz zaszkodzi
kondycji  samochodu,  bo  po  pewnym  czasie
eksploatacji  niedbale  wykonane  przeróbki
i cięcia zaowocują przerwami, grzaniem sty−
ków i zwarciami.

To rzeczywiście poważna sprawa – do prze−
róbek  fabrycznej  instalacji  nie  powinni  za−
bierać się początkujący.

Grupy rozwiązań

Spora  grupa  rozwiązań  to  UKŁADY MIE−
RZĄCE  SPADEK  NAPIĘCIA NA REZY−
STANCJI SZEREGOWEJ 
włączonej w ob−
wód. Tylko nieliczni uczestnicy chcieli zastoso−
wać dodatkowe szeregowe rezystory, włączane
po  przecięciu  danego  przewodu.  Większość
zwolenników tego sposobu chce mierzyć spa−
dek napięcia na rezystancji istniejącego, orygi−
nalnego  przewodu.  I pierwszy,  i drugi  sposób
mają istotne wady. Pierwszy wymaga dobrania
rezystancji  szeregowej  stosownie  do  wartości
prądu  płynącego  w danym  obwodzie.  Trzeba
więc  znać  wartość  prądu  w danym  obwodzie
(wyliczyć go według mocy żarówek) i dobrać
rezystancję tak, by spadek napięcia na dołączo−
nej  rezystancji  wynosił  kilkadziesiąt  miliwol−
tów. Oznacza to, że rezystory w obwodach naj−
większych żarówek o mocach ponad 50W będą
mieć rezystancję rzędu 10 miliomów lub mniej.
To bardzo mała oporność, często większą rezy−
stancję ma połączenie stykowe!
Z kolei przy badaniu spadku napięcia na krót−
kim  odcinku  przewodu  trzeba  pamiętać,  że
zazwyczaj  będzie  on  bardzo  mały,  rzędu 

Punktacja
Szkoły Konstruktorów

Dariusz Knull Zabrze 61
Marcin Wiązania 
Gacki 44
Paweł Korejwo 
Jaworzno 29
Marcin Piotrowski 
Białystok 23
Rafał Wiśniewski 
Brodnica 23
Jarosław Kempa 
Tokarzew 22
Krzysztof Kraska 
Przemyśl 22
Piotr Wójtowicz 
Wólka Bodzechowska 22
Tomasz Sapletta 
Donimierz 18
Bartłomiej Stróżyński 
Kęty 17
Mariusz Nowak 
Gacki 15
Jarosław Chudoba 
Gorzów Wlkp. 13
Barbara Jaśkowska 
Gdańsk 13
Krzysztof Nytko 
Tarnów 12
Grzegorz Kaczmarek 
Opole 10
Jakub Mielczarek 
Mała Wola 10
Maciej Ciechowski 
Gdynia 9
Radosław Koppel 
Gliwice 9
Bartosz Niżnik 
Puławy 9
Filip Rus 
Zawiercie 9
Arkadiusz Antoniak 
Krasnystaw 8
Roland Belka 
Złotów 8
Marek Grzeszyk 
Stargard Szcz. 8
Michał Kobierzycki 
Grójec 8
Łukasz Malec 
Tomaszów Lub. 8
Bartłomiej  Radzik 
Ostrowiec Św. 8
Czesław Szutowicz 
Włocławek 8
Filip Karbowski 
Warszawa 7

Rys. 1 

Rys. 2

Rozwiązanie zadania nr 46

background image

33

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

pojedynczych miliwoltów. Trzeba go wzmoc−
nić  za pomocą  wzmacniacza  operacyjnego.
Jeśli  jednak  użyty  wzmacniacz  operacyjny
będzie  miał  napięcie  niezrównoważenia  też
wynoszące  kilka  miliwoltów,  układ  może
w ogóle nie działać! Trzeba zastosować odpo−
wiedni wzmacniacz operacyjny o małym na−
pięciu  niezrównoważenia  albo  zastosować
kostkę  bądź  konfigurację  z możliwością  ko−
rekcji  napięcia  niezrównoważenia.  Niestety,
nikt nie zwrócił uwagi na ten aspekt sprawy.
Młodszym  Czytelnikom  się  nie  dziwię,  bo
w EdW w cyklu o wzmacniaczach operacyj−
nych tego tematu jeszcze nie omawialiśmy.
A teraz o najciekawszych rozwiązaniach te−
go typu.
Godną  uwagi  ideę  przedstawił  Sławomir
Welcer 
z Krosna.  Jeden  układ  czujnikowy
dołączany  jest  to  kolejnych  obwodów  lamp
za pomocą  kluczy  CMOS  4066  i sprawdza
spadek  napięcia  na  rezystorach  pomiaro−
wych.  Dość  skomplikowany  układ  z liczni−
kami i rejestrem zaświecałby diody LED od−
powiadające  poszczególnym  obwodom.
Układ  miałby  szanse  na  realizację,  jednak
starannie należałoby przeanalizować rozkład
i spadki napięć, by nie okazało się, że układ
elektroniczny i wspomniane klucze zasilane
są napięciem niższym, niż napięcia testowa−
ne. Osobiście bałbym się podjąć próby reali−
zacji  tak  skomplikowanego  układu,  jednak
za oryginalne rozwiązanie i przeprowadzone
próby Sławek otrzyma upominek.
Mariusz  Ciołek z Kownacisk  chce  mierzyć
spadek  napięcia  na  przewodach  za  pomocą
wzmacniaczy  operacyjnych  LM324.  Układ
jest  ciekawy,  choć  zbyt  rozbudowany,  ale
niestety  ze  wspomnianymi  kostkami  nie  bę−
dzie działał.
Liczni  koledzy  proponowali  klasyczne  roz−
wiązanie  ze  wzmacniaczem  operacyjnym
według  rysunku  3.  W następnym  stopniu
wzmocnione  napięcie  jest  porównywane
z napięciem  odniesienia.  Jak  wspomniałem,
nie jest to zły pomysł pod warunkiem zasto−
sowania  wzmacniaczy  operacyjnych  odpo−

wiedniego  typu,  z możliwością  korekcji  na−
pięcia niezrównoważenia.
Druga,  niezbyt  liczna  grupa  rozwiązań  to
UKŁADY MIERZĄCE  NAPIĘCIE  NA
BEZPIECZNIKACH
.  Idea  jest  prosta
i oczywista  –  na  bezpiecznikach  rzeczywi−
ście  występuje  znaczny  spadek  napięcia.
Układ pomiarowy wyglądałby jak na rysun−
ku  4
.  Jednak  sposób  ten  ma  dwie  wady,
o których  nie  można  zapomnieć.  Po  pierw−
sze, nie wszystkie bezpieczniki o danym no−
minale mają taką samą rezystancję, co może
oznaczać  konieczność  ponownej  kalibracji
układu po wymianie bezpiecznika. Po drugie,
próba pomiaru napięcia na zaciskach gniazda
bezpiecznikowego będzie obarczona błędem
wynikającym  z istnienia  rezystancji  między
bezpiecznikiem  a oprawką.  Pokazuje  to  ry−
sunek 5
. Niestety, po dłuższym czasie użyt−
kowania rezystancja styku rośnie i może się
okazać, że spadek napięcia na niej jest więk−
szy  niż  spadek  napięcia  na  rezystancji  bez−
piecznika.  Jest  to  ewidentnie  niekorzystna
tendencja,  bo  z czasem  nawet  przy  spalonej
jednej  żarówce  spadek  napięcia  na  oprawce
bezpiecznika będzie większy niż na początku
przy obu sprawnych żarówkach.

Aby  uniknąć  tego  jak  najbardziej  realnego
zagrożenia,  należałoby  sprawdzać  napięcie
nie  na  zaciskach  oprawki,  tylko  na  samym
bezpieczniku, co nie jest takie proste. Trze−
ba  byłoby  zastosować  połączenie  czteroza−

ciskowe  Kelvina  i “zbierać”  napięcie  po−
miarowe  bezpośrednio  z bezpiecznika  we−
dług rysunku 6. Nie będzie to jednak wcale
proste,  bo  należałoby  przylutować  przewo−
dy  pomiarowe  wprost  do  bezpiecznika. 
Gratulacje  dla  kilku  kolegów,  którzy 
o

tym  wspomnieli  i...  zrezygnowali 

z tego rozwiązania.

Spośród rozwiązań tej grupy zwróciłem uwa−
gę na jedno. Klaudiusz Woźniak z Wrocła−
wia,  który  interesuje  się  elektroniką  dopiero
od półtora roku, stwierdził, że na bezpieczni−
kach  spadek  napięcia  sięga  nawet  500mV
i zaprojektował prawidłowy układ czujników
z kostkami  TL082/084.  Świadomy  właści−
wości  wejściowych  wzmacniaczy  operacyj−
nych podał również schemat z kostką LM358
i dodatkowym dzielnikiem.
Trzecia, najliczniejsza gru−
pa  rozwiązań  to  CZUJNI−
KI  PRĄDU  ZAWIERA−
JĄCE  KONTAKTRON
.
Podstawowa idea pokazana
jest na rysunku 7. Na rurce
kontaktronu  nawinięta  jest
cewka. Czym większy prąd
płynie w danym obwodzie,
tym  mniej  trzeba  zwojów.
Liczbę  zwojów  trzeba  do−
brać 

eksperymentalnie,

w zależności od warunków
pracy.  Grubość  przewodu
musi być proporcjonalna do
wartości  prądu,  by  samo−
dzielnie  nawinięta  cewka
zbytnio  się  nie  grzała  i nie
występował na niej zbędny spadek napięcia.
Kilku  kolegów  stwierdziło,  że  wykonali
podobne czujniki i że z powodzeniem wyko−
rzystują je w swych samochodach. Wszyscy
zgodnie  twierdzą,  że  liczbę  zwojów  trzeba
starannie dobrać, by kontaktron pewnie dzia−
łał  przy  obu  żarówkach  sprawnych  (także
przy obniżonym napięciu akumulatora) i nie
łapał po spaleniu jednej z nich (przy maksy−
malnym  napięciu  w instalacji  bliskim  15V).
Zwrócili też uwagę na kruchość rurki kontak−
tronowej  i łatwość  jej  uszkodzenia,  zwła−
szcza w przypadku nawijania cewki grubym,

Rys. 3 Wzmacnianie spadku napięcia

na przewodzie

Rys. 4 Wykorzystanie rezystancji bez−

piecznika

Rys. 5 Wpływ rezystancji styków

Rys. 6 Połączenie czteropunktowe 

Rys. 7

Czujnik kon−

taktronowy

background image

34

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

sztywnym  dru−
tem. 

Wynika

z tego,  że  na−
prawdę  przepro−
wadzili 

próby

i być  może  “za−
łatwili” 

przy

okazji parę rurek
k o n t a k t r o n o −
wych.
Układy  z kon−
taktronami  za−
p r o p o n o w a ł o
wielu  kolegów.
Większość  pro−
ponuje 

układ

z

diodą  LED

(ew.  migajacą)
według rysunku
8
.  W rezultacie
na  desce  roz−
dzielczej pojawi się rząd diod LED, których
większość  ma  świecić  cały  czas  podczas  ja−
zdy  samochodu.  Zgaśnięcie  jednej  z nich
oznaczać będzie niesprawność jakiejś żarów−
ki.  Osobiście  nigdy  bym  czegoś  takiego  nie
zastosował. Zgaśnięcie jednej z kilku diod ła−
two  może  ujść  uwagi,  a z kontrolką  stopu,
światła  cofania  i kierunkowskazów  jest  od−
dzielny  problem,  bo  przecież  obwody  te  są
włączane okresowo.

Dlatego  słowa  uznania  należą  się  kolegom,
którzy ruszyli głową i zmodyfikowali działa−
nie  systemu.  Niektórzy  mianowicie  wyko−
rzystali kontaktrony ze stykiem przełącznym
według rysunku 9. W takim układzie o awa−
rii poinformuje zapalenie się kontrolki (najle−
piej  jasnej,  migającej  diody  LED)  i dźwięk
brzęczyka. Inni zauważyli, że pojedyncze ob−
wody o takim działaniu można jednak zreali−
zować  ze  znacznie  popularniejszym  kontak−
tronem zwiernym według rysunku 10.
Kilku  kolegów  osiągnęło  pożądane  funkcje
dopiero po zastosowaniu dodatkowych ukła−
dów logicznych – rysunek 11a pokazuje jed−
no  z nadesłanych  rozwiązań.  Bramka  AND

ma przekazać sygnał o awarii danego obwo−
du  dopiero  wtedy,  gdy  na  obu  jej  wejściach
jest stan wysoki, czyli dopiero wtedy, gdy na
dany  obwód  podano  napięcie.  Podstawowa
myśl jest słuszna – przecież układy z rysun−
ków  8...10  sygnalizują  przepalenie  żarówki
przy otwartym wyłączniku W. Jednak chyba
zamiast bramki AND trzeba byłoby tu zasto−
sować  bramkę  EX−OR  lub  EX−NOR.
W gruncie  rzeczy  stosowanie  dodatkowych
układów  logicznych  wcale  nie  jest  koniecz−
ne. Czyż nie wystarczy prościutkie rozwiąza−
nie według rysunku 11b?

Jeśli jednak układ ma zawierać kilka czujni−
ków  oraz  sygnalizować  awarię  światłem
i dźwiękiem,  trzeba  go  trochę  rozbudować.
Przykład  (nie  jedyny  i być  może  wcale  nie
najlepszy)  pokazany  jest  na  rysunku  12,
gdzie bloki oznaczone A to czujniki według
rysunku 11b.
Piotr Michalski ze Zgierza w obszernym li−
ście  przeanalizował  problem  i możliwości
rozwiązania,  a ostatecznie  zdecydował  się
właśnie  na  system  z przekaźnikami  (który
zresztą  już  wcześniej  stosował  w praktyce).
Podał  kilka  schematów,  między  innymi
z kontaktronami  przełącznymi,  współpracu−
jącymi z dwukolorowymi diodami LED (zie−
lona, czerwona). Jego system z kontaktrona−
mi  zwiernymi  pokazany  jest  na  rysunku
13a i 13b
. Można go znacznie uprościć, sto−
sując  kontaktrony  przełączne;  wtedy  niepo−
trzebne  będą  tranzystory  i diody  Schott−
ky’ego. Piotr świadomie zastosował dwuko−
lorowe diody i ograniczył liczbę kontrolowa−
nych obwodów do trzech (awarię kierunkow−
skazów  można  poznać  po  zmianie  częstotli−
wości  pracy  przerywacza).  W uzasadnieniu
napisał między innymi: (...) jeśli po włącze−
niu monitorowanych świateł nie świeci żadna
z diod, to świadczyć może o uszkodzeniu wy−
łącznika,  spaleniu  bezpiecznika,  przerwie
w instalacji przed wyłącznikiem albo o uster−
ce naszego sygnalizatora.  Układ z dwukolo−

rowymi  diodami  LED
poinformuje  dodatko−
wo  o tego  typu  awa−
riach.  Tego  aspektu
sprawy lekceważyć nie
wolno.  żarówki  samo−
chodowe,  zwłaszcza  te
mniejszej  mocy,  są
dość trwałe, natomiast
instalacje  elektryczne
w starych  samocho−
dach  są  pod  tym
względem 

znacznie

gorsze.  Podczas  kilku−
letniej 

eksploatacji

podobnego 

układu

dwukrotnie  zdarzyło
się,  że  zasygnalizował
on  awarię  świateł

STOP. Ani razu przyczyną nie była przepalo−
na  żarówka.  Raz  “padł”  czujnik  włączający

wspomniane światła, drugi raz zsunęła się
końcówka konektorowa. Wnioski nasuwa−
ją  się  same:  potrzebny  jest  “kontroler
świateł” a nie “kontroler żarówek”.
List  zawiera  szereg  innych  wniosków
praktycznych,  miedzy  innymi  dotyczą−
cych  umieszczenia  wskaźników.  Piotr
przekonał  się  także,  że  po  włączeniu  ob−
wodu z jedną przepaloną żarówką kontak−
tron  mimo  wszystko  na  chwilę  złapie,  co
jest  wynikiem  małej  rezystancji  drugiej,
zimnej żarówki. Z kolei przepalenie w tak−
cie  pracy  niewielkiej  żarówki  włączonej

Rys. 8 Najprostszy

system

Rys. 9 Układ z kontaktronem

przełącznym

Rys. 10 Układ zmodyfikowany

Rys. 12 Prosty system

Rys. 11 Inne konfiguracje

background image

35

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

równolegle z większą nie spowoduje rozwar−
cia  styku  ze  względu  na  znaczną  histerezę
kontaktronu.  Problem  może  też  dotyczyć
świateł  pozycyjnych,  gdy  równolegle  połą−
czone są cztery jednakowe żarówki. Ta zna−
cząca wada mogłaby być wyeliminowana al−
bo przez takie włączenie czujników, by każ−
dy kontrolował nie cztery, tylko dwie żarów−
ki, albo przez zastosowanie innego systemu,
z mniejszą histerezą.

Podobne  układy  z kontaktronami  wykorzy−
stał Piotr Figiel z Giebułtowa. Zauważył on,
że nawet po starannym dobraniu liczby zwo−
jów  układ  może  nie  zadziałać  prawidłowo,
gdy zimą przy bardzo niskich temperaturach
napięcie akumulatora na początku jazdy jest
obniżone.
Oprócz  dwóch  wymienionych  osób,  wyróż−
niające  się  opisy  i wnioski  z praktycznych
prób  nadesłali:  Marcin  Bier−
nat 
z Rozalina i Grzegorz Ta−
larek 
z Międzyrzecza.  Inni
koledzy po prostu podali pod−
stawowy  schemat,  jak  na  ry−
sunkach 7...10. Jednak jak wi−
dać,  nawet  prosty  sposób
z

kontaktronami  wymaga

chwili  zastanowienia.  Gratu−
lacje  dla  wszystkich,  którzy
pomyśleli o szczegółach!

Tyle o klasycznych czujnikach kontaktrono−
wych.
Drugi znany z literatury sposób sprawdzania
dwóch jednakowych obwodów to kontaktron
z

dwoma  identycznymi  uzwojeniami,

w których prąd płynie w przeciwnych kierun−
kach. Pokazuje to rysunek 14
Układ taki wykonał (fotografia 1) i sprawdził
Ireneusz  Redek z Bełchowa.  Inni  koledzy
wspomnieli o takim rozwiązaniu, ale po ana−
lizie odrzucili je ze względu na fakt, że moni−
toruje on jedynie dwa jednakowe obwody.

Inne pomysły

Krzysztof Kraska z Przemyśla po rozważeniu
zalet i wad różnych rozwiązań przysłał materia−
ły  dotyczące  wykorzystania  specjalizowanego
układu scalonego U4790B (Telefunken), prze−
znaczonego właśnie do monitorowania kondy−
cji żarówek w samochodzie. Wykorzystuje się
tam spadek napięcia na małej rezystancji szere−
gowej. Takie układy scalone nie są przeznaczo−
ne  dla  amatorów  wykonujących  przeróbki  we
własnym zakresie, tylko dla koncernów samo−
chodowych, przy czym warunki pracy ustalane
są  przez  zawodowych  konstruktorów  podczas
projektowania samochodu. Wtedy nie ma obaw
o niezawodność i trwałość instalacji.
Ciekawymi spostrzeżeniami podzielił się Ma−
ciej Ciechowski 
z Gdyni. Jest on zdecydowa−
nym  przeciwnikiem  jakiejkolwiek  ingerencji
w fabryczną instalację i umiarkowanym zwo−
lennikiem elektronizacji samochodu. Nie zga−
dzam się z jego wnioskiem, iż bezmyślne dą−
żenie do elektronizacji spowoduje, że za mie−
siąc ktoś wpadnie na pomysł skonstruowania
detektora  przebitej  opony
.  Wbrew  pozorom,
nie jest to idiotyczny pomysł – detektory takie
są  stosowane,  oczywiście  nie  w “maluchach
kierowanych  przez  kobiety
”,  tylko  w cięża−
rówkach i pełnią tam bardzo pożyteczna rolę.
W konkluzji Maciej proponuje, by starym spo−
sobem sprawdzać światła przed wyruszeniem
w drogę, a przy sprawdzeniu światła stop wci−
snąć pedał hamulca za pomocą... wożonej spe−
cjalnie do tego celu cegły(!?). Sam stwierdził,
że  dużą  pomocą  podczas  eksploatacji  samo−
chodu  jest...  wskaźnik  napięcia  akumulatora,
opisany w EdW 2/96. Choć nie w pełni speł−
nia  on  warunki  zadania  46,  jednak  pozwala
stwierdzić  uszkodzenie  większych  żarówek.
Sprawdzanie polega na uruchomieniu silnika,

a następnie włączaniu po kolei świateł i obser−
wowaniu spadku napięcia na akumulatorze.
Jacek  Konieczny z Poznania  podał  trzy  po−
mysły,  z czego  dwa  polegają  na  wykorzysta−
niu “elektrolitów” o bardzo dużej pojemności.
Jeden  ze  sposobów  to  dołączanie  za pomocą
przekaźnika obwodu żarówek do takiego kon−
densatora i pomiar szybkości lub czasu zaniku
napięcia. Inny to pomiar napięcia na bezpiecz−
niku w czasie takiego rozładowania. Można to
tak  rozwiązać,  ale  można  też  nieporównanie
prościej, z użyciem jednej kostki TL081.
Andrzej  Raźniak z Chrzanowa,  który
pierwszy raz wziął udział w Szkole, zastana−
wiał  się  nad  sensem  wykorzystania  światło−
wodów współpracujących z fotoelementami.
Natomiast  Jan  Pelczarski z Buszkowic
twierdzi,  że  zastosował  fotodiody  umie−
szczone wprost w lampach swojego malucha. 
Andrzej Chanowski z Alfredówki chce mie−
rzyć  sumaryczny  pobór  prądu  za  pomocą
UL1980.  Adam  Sieńko z Suwałk  przysłał
schemat układu z MOSFET−ami, jednak jego
idea nie spełnia do końca warunków zadania,
a można ją zrealizować znacznie prościej. Na
wyróżnienie w postaci podania nazwiska za−
sługują też prace, które nadesłali Rafał Woj−
ciechowski 
z Rybna, Dominik Dańda z Gło−
jowic,  Tomasz  Olech z Zamościa  i Rado−
sław Hryciuk 
z Grabowca.

Modele

Oprócz  prac  teoretycznych  oraz  opisu  prób
i doświadczeń praktycznych, otrzymałem kil−
ka lepszych i gorszych modeli. Fotografia 2
pokazuje  model  Zbigniewa  Cipielewskiego
z Suwałk. Jest to prosty czujnik kontaktrono−
wy.  Zbyszek  przeprowadził  najobszerniejsze
testy.  Podzielił  się  także  swoimi  przemyśle−
niami  związanymi  z niezawodnością  syste−
mu. Oczywiście otrzymuje nagrodę i punkty.

Tabela  1 zawiera  wyniki  jego  eksperymen−
tów z użyciem typowego dużego kontaktronu
produkcji  krajowej,  o długości  66mm.  Śre−
dnica  drutu  cewki  wynosiła  1,15mm  oraz
0,65mm. Wartość prądu podano w amperach.
Warto  wrócić  uwagę  na  znaczną  histerezę.
Dane  z tabeli  wskazują,  że  do  kontroli  naj−
większych żarówek wystarczy cewka zawie−
rająca  poniżej  10  zwojów.  Zgadza  się  to
z “zeznaniami”  wcześniej  wspomnianych 

Rys. 14

Czujnik

różnicowy

Fot. 1 Pomysł Ireneusza Redeka

Fot. 2 Model Zbigniewa Cipielewskiego

Rys. 13 Propozycja Piotra

Michalskiego

background image

kolegów, którzy również wskazują, że cewki
będą  mieć  5...10  zwojów,  i że  ich  dokładną
liczbę trzeba dobrać doświadczalnie.

Fotografia  3 pokazuje  model,  który  nadesłał
15−letni Filip Rus z Zawiercia. Układ ma mie−
rzyć napięcie na bezpiecznikach, wzmacniać je
i porównywać  z regulowanym  napięciem  od−
niesienia  wytwarzanym  z pomocą  kostki
LM385.  Przełącznik  umożliwia  wybranie  ob−
wodu do sprawdzania. Idea ogólna jest bardzo
ciekawa  i należy  się  za  nią  pochwała,  jednak
układ...  nie  będzie  działał.  Zachęcam  Filipa,
który często bierze udział w Szkole, do prak−
tycznych prób – dopiero one wykażą rzeczywi−
stą przydatność układu. W tym akurat wypad−
ku nie mam jednak wcale pretensji do 15−latka,
że nie przeprowadził prób; otrzyma zresztą na−
grodę  i punkty.  Być  może  to  rodzice  nie  po−
zwolili młodemu kandydatowi na konstruktora
“grzebać”  w samochodzie.  Filip  wcale  nie
twierdzi, że testował układ w warunkach natu−
ralnych. Wymyślił schemat, ale nie wziął pod
uwagę  jednej  istotnej  sprawy.  Poruszymy  ją
niebawem  w cyklu  o wzmacniaczach  opera−
cyjnych.

Gorzej  z podobnym  prościutkim  modelem
(nie  pokazuję  fotografii),  który  nadesłał
Marcin Wiązania z Gacek. Marcin napisał,
że nadesłany układ testował w samochodzie
PF  126P i że  wyniki  prób  były  pozytywne.
Wysłałem do autora trzy e−maile (30, 31 gru−

dnia  i 5  stycznia)  z pytaniami  odnośnie
sprawdzania.  Potwierdził,  że  testował  i że
wszystko  było  w porządku.  Jednak  już  na
pierwszy rzut oka widać, że układ nie będzie
działał.  Niestety,  nie  jest  to  pierwsza  taka
wpadka tego autora, dlatego po raz pierwszy
w historii Szkoły omawiam rzecz publicznie
i informuję, że schemat trafia do rubryki “Co
tu  nie  gra?”.  A Marcina  nadal  zachęcam  do
nadsyłania układów, zwłaszcza prac do Szko−
ły. Błędy są rzeczą ludzką (errare humanum
est), nie będę jednak tolerował prób świado−
mego wprowadzania w błąd.
Fotografia  4 pokazuje  oryginalny  w formie
model  Rafała  Wiśniewskiego z Brodnicy.
W puszcze po paprykarzu Rafał ukrył miernik
prądu  ze  wskaźnikiem  wychyłowym.  Testo−
wanie polega na odczytaniu wartości prądu na
mierniku.  Niezbędny  spadek  napięcia  po−
wstaje na “rezystorze pomiarowym” składają−
cym  się  z odcinka  przewodu  miedzianego

o przekroju 1mm

2

. Choć układ nie jest rewe−

lacją, przydzielam jego autorowi upominek.
Na  fotografii  5 można  zobaczyć  układ  Da−
riusza Knulla 
z Zabrza. Jest to prosty system

z czujnikami  kontaktronowymi,  zrealizowa−
ny wg rysunku 15.
Mało  brakowało,  a projekt  trafiłby  do  działu
E−2000,  jednak  jak  wcześniej  wspomniałem,
zastosowany  najprostszy  system  sygnalizacji
z pięcioma diodami LED ma wady. Można go
jednak zmodyfikować dodając diody migające
i brzęczyk piezo według wcześniej podanych
wskazówek.  W każdym  razie  Dariusz  Knull
za przeprowadzone testy i starannie wykonany
model  otrzyma  jedną  z głównych  nagród.

A oto  fragmenty  jego  pracy:  (...)  chcę  mieć
ciągły  “monitoring”  świateł  podczas  jazdy,
gdy są włączone (mogą się przepalić w trakcie
działania);  testowanie  żarówek  tylko  przed
włączeniem nie dałoby mi gwarancji, że po ich
włączeniu (lub w momencie włączania) żadna
z nich nie uległa przepaleniu.
Wstawienie rezystancji szeregowej (jeżeli po−
mniemy sprawę przecinania przewodów) da−
je  niepotrzebne  straty  mocy  –  np.  rezystor
o wartości 0,2

/5W mocno się rozgrzewa już

przy  kilkunastowatowej  12−woltowej  żarów−
ce. Można jako ten rezystor potraktować re−
zystancję przewodów – główną wadą będzie
jednak konieczność poprowadzenia dodatko−
wych, długich przewodów, a tego należy uni−
kać – samochody i tak mają ich aż nadto.
Możliwy jest pomiar spadku napięcia na bez−
pieczniku  (sprawdzałem  –  kilka  ...  kilkaset
mV). Nie sporządzam tabel ze szczegółami –
zrobią  to  inni,  “bardziej  gorliwi”  uczestnicy
tego  zadania  –  nie  zamierzam  konkurować
pod względem “kto więcej przetestował prze−
wodów i bezpieczników”) – po wzmocnieniu,
np.  wzmacniaczem  operacyjnym,  byłby  cał−
kiem  przyzwoity  wskaźnik,  niemniej  jednak
nie byłoby to najtańsze rozwiązanie. (...) Za−
stosowałem  chyba  najprostszy  i najtańszy
w realizacji – na kontaktronach. (...) Nie od−
krywam  swoim  układem  Ameryki,  ale  prze−
glądając wiele czasopism elektronicznych nie
spotkałem  się  z artykułem  przedstawiającym
sprawdzony  praktycznie  układ,  który  mógłby
znaleźć zastosowanie w samochodzie, opiera−
jący się na tej zasadzie. (...) W przypadku sa−
mochodowej  elektroniki  wszystko  musi  być
wykonane  bardzo  solidnie  (odporność  na
wstrząsy,  zmiany  temperatur  w szerokim  za−
kresie), dlatego postanowiłem “nie cieszyć się
prostotą układu”, tylko skupić się na porząd−
nym  wykonaniu  układu  prototypowego  tak,
aby można go było w każdej chwili podłączyć
/ odłączyć do / od instalacji elektrycznej auta.
Model  wygląda  niepozornie,  ale  jego  wyko−
nanie  wymagało  trochę  “zabawy”  i czasu
(dobranie  liczby  zwojów,  grubości  przewo−
dów,  zamocowanie,  rozmieszczenie  elemen−
tów,  dobór  obudowy.  Zwiedziłem  trzy  sklepy
elektroniczne zanim znalazłem odpowiednią –
chodziło o to, aby można ją było zamocować
niemal  w każdej  pozycji,  aby  była  nieduża
i przewody wyjściowe nie ulegały wyłamaniu.
(...)  starałem  się  zminimalizować  ilość  prze−
wodów.  (...)  przeprowadziłem  wiele  prób
i przekonałem  się,  że  histereza  kontaktronu
nie jest tak duża, aby nie nastąpiło rozwarcie
jego  styków  w przypadku  przepalenia  jednej
z dwóch... trzech żarówek (nawet jeśli przepa−
leniu uległa ta o najmniejszej mocy). Dlatego
starannie  dobrałem  liczbęzwojów  przewodu
nawiniętego  na  każdym  kontaktronie,  aby
zmniejszony przepływ prądu (na skutek prze−
palenia, np. najmniejszej żarówki kierunkow−
skazów) był natychmiast sygnalizowany. Do−
brze  wykonany  układ  wg  tej  koncepcji 

36

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Fot. 3 Rozwiązanie Filipa Rusa

Fot. 4 Konstrukcja Rafała Wiśniewskiego

Fot. 5 Model Dariusza Knulla

Liczba

zwojów

Prąd

włączania

Prąd

wyłączania

10

4,1

2,7

12

3,8

2,2

15

3,3

1,76

20

2,57

1,46

25

2,22

1,15

30

1,93

1,02

35

1,75

0,92

40

1,61

0,85

45

1,49

0,79

50

1,33

0,79

60

1,01

0,52

80

0,78

0,41

100

0,61

0,32

120

0,50

0,26

150

0,42

0,23

200

0,32

0,17

background image

gwarantuje skuteczność. (...) Nie można sobie
pozwolić na zbyt cienkie przewody doprowa−
dzające.  Ważna  jest  także  średnica  i liczba
uzwojeń owiniętych wokół kontaktronu.
Po  zsumowaniu  mocy  poszczególnych  ża−
rówek,  optymalna  liczba  zwojów  dla  K1  i K2
wyniosła  26  (średnica  przewodu:  0,25  mm,
w emalii – pochodzący z uzwojenia wtórnego
uszkodzonego transformatorka TS 2/xx). Licz−
ba zwojów nawiniętych na kontaktronach: K3
– 5, K4 – 7, K5 – 4. Uzwojenia na K3 i K4 na−
winięto  odcinkiem  zwykłego  elektrycznego
przewodu  instalacyjnego  (miedzianego  o śre−
dnicy ok. 1,5 mm), na K5 nawinięto tym samym
przewodem tyle, że bez zdjętej izolacji. Należy
jedynie uważać, aby nie zgnieść cienkiej, szkla−
nej obudowy kontaktronu (nawijać i formować
np.  na  gwoździu  o odpowiedniej  średni−
cy).Wszystkie przewody wychodzące poza obu−
dowę są zakończone typowymi, samochodowy−
mi  złączami  konektorowymi.  Przewód  dopro−
wadzający “masę” również zakończono samo−
chodową końcówką, ale z otworem umożliwia−
jącym  jej  przykręcenie.  (...)  Przewody  przyłą−
czeniowe  powinny  być  możliwie  najkrótsze;
należy je dodatkowo owinąć elektryczną taśmą
izolacyjną,  co  pozwoli  uniknąć  “partyzanc−
kich” połączeń. Grubość przewodów, w grani−
cach l ... 3mm

2

, musi być odpowiednia do mo−

cy  żarówek.  Lepiej  zastosować  przewód  za
gruby niż za cienki. Obudowę układu mocuje−
my (śrubkami lub wkrętami) w pobliżu wyłącz−
ników (np. na bocznej ściance – np. w “Polo−
nezie”: naprzeciw dźwigni zmiany biegów al−

bo pod deską rozdzielczą). Układ można rozbu−
dować dodając dodatkowe kontaktrony. Osob−
na kontrola świateł awaryjnych jest zbędna –
o ich sprawności zorientujemy się obserwując
sprawność kierunkowskazów.
Schemat  układu  i jego  sposób  podłączenia
dotyczą  wciąż  popularnego  Fiata  126p,  ale
tak samo będzie dla pojazdów z “minusem”
na  masie.  Ponieważ  poszczególne  pojazdy
mogą się różnić mocami żarówek, konieczne
okaże się skorygowanie liczby zwojów.

Uwagi końcowe

Jak wynika z listów, wielu uczestników prze−
prowadziło  próby  różnych  układów.  Nie  za−
wsze dały one oczekiwany efekt, ale przecież
nie o to chodzi – w Szkole najważniejsze jest
zdobywanie  doświadczenia.  Na  sukcesy
przyjdzie czas. Nagrody otrzymają: Piotr Mi−
chalski 
ze  Zgierza,  Zbigniew  Cipielewski
z Suwałk, Dariusz Knull z Zabrza i Piotr Fi−
giel 
z Giebułtowa. Upominki dostaną: Klau−
diusz  Woźniak 
z Wrocławia,  Rafał  Wi−
śniewski 
z Brodnicy,  Filip  Rus z Zawiercia
Marcin Biernat z Rozalina.
Aktualna  punktacja  podana  jest  w tabeli.
Dodatkowe  punkty  dodałem  stałym  uczest−
nikom Szkoły, Dariuszowi Knullowi Ra−
fałowi  Wiśniewskiemu
,  których  prace
z rozwiązaniami  zadania  45  dotarły  po  ter−
minie  (Rafał  wysłał  paczkę  dopiero  4  lute−
go).  Fotografia  6 pokazuje  prosty  sygnali−
zator  Dariusza  z sygnalizatorem  w postaci
diody  LED,  a fotografia  7 −  układ  Rafała
z melodyjką.  Proszę  jednak  o terminowe
wysyłanie prac.

Pozdrawiam wszystkich uczestników i sym−
patyków  Szkoły.  Jak  zwykle  zachęcam  do
próbowania  sił  w kolejnych  zadaniach  i  ter−
minowego nadsyłania prac.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

37

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Fot. 6 Sygnalizator suchego kwiatka

D. Knulla

Fot. 7 Sygnalizator suchego kwiatka

R. Wiśniewskiego

Rys. 15 Układ Dariusza Knulla